基于布隆过滤器的精确匹配算法设计与实现

针对布隆过滤器技术存在将不属于该集合的某元素误判为属于该数据集合(假阳性)和元素删除困难的问题,提出了CAM(内容可寻址存储器)来进行二级匹配。与直接将字符串存储在CAM的单级匹配模式不同,提出将布隆过滤器的k个哈希值存入CAM,从而判断某元素是否真正属于这个集合,从而达到精确匹配,且易于删除元素。对算法在Snort2.9规则库下的分析结果表明,相较于单级CAM查找,所设计的两级匹配模式在假阳率为0.01时,系统的资源占用减少5倍以上;本算法功耗降低10倍以上,能够减轻系统的负载,提高系统性能,适用于高速网络中字符串的检测。

基于最优移位双线性插值的图像缩放旋转硬件加速研究

针对最优双线性插值算法进行精度优化,采用ARM A9处理器软件定点实现比浮点提高13.5倍处理速度.并提出一种高效的硬件实现结构,在Xilinx Zedboard开发板上验证了该结构,实验结果表明:在典型情况下可以比ARM A9软件定点实现提高9倍速度.

三角形的光栅化与反走样算法

针对三角形的光栅化技术,提出一种基于边函数的三角形超采样反走样算法。根据三维平面方程的思想,推导出基于二维平面的属性平面方程的属性插值算法,结合基于Bresenham边步进三角形光栅化算法,对起始基点和反走样点的属性做了修正。实验结果表明,该算法最大工作频率可达到230.631MHz,提高了光栅化的速度。

分段三次多项式逼近初等函数的硬件实现

针对分段二次多项式逼近初等函数需要较大的查找表面积和电路面积的问题,提出基于极大极小分段三次多项式逼近单精度浮点初等函数的算法,实现了单精度浮点倒数、平方根、平方根倒数、指数、对数和三角函数的逼近运算.首先缩小参数范围到一个特定的区间,并对该区间进行均匀分段,在每一分段区间上采用极大极小分段三次多项式逼近;然后在对应分段上综合考虑各种误差,在满足精度要求的情况下,通过多次Remes算法迭代优化出多项式系数的最优截取位宽,使查找表的面积最小;再对乘法器、平方器和立方器的输出位宽进行最优截取,使电路的面积最小;最后设计出硬件电路的整体架构.实验结果表明,与分段二次多项式逼近相比较,在同等精度要求下,该算法能够使电路时延减少17.25%,同时使查找表的面积减少53.60%、电路的总面积减少19.73%.

一种易于硬件实现的嵌入式GPU三角形光栅化算法

在嵌入式GPU中,三角形光栅化的性能是决定图形处理器性能的一个重要因素.传统的三角形光栅化算法需要处理大量的无关像素,会降低GPU的处理速度.本文针对采用瓦片渲染的嵌入式GPU,提出一种基于瓦片的递归的三角形光栅化算法,三角形光栅化会引起图形的几何走样,本文利用超级采样中的反走样算法,只用加法和移位实现了RGSS反走样算法.用C++语言实现了所提出的三角形光栅化及反走样算法.并在Xilinx zc706开发板上对算法进行了验证.结果表明,光栅化算法可完成对任意三角形的渲染,RGSS反走样算法处理后的三角形抗锯齿效果明显,该算法易于硬件实现,适用于采用瓦片渲染的嵌入式GPU中.